MATLAB的基本使用方法.ppt
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1、第第2章章 基本使用方法基本使用方法教学教学内容内容:1.简单的数学运算简单的数学运算2.常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键3.MATLAB R2010a 的数据类型的数据类型4.MATLAB R2010a 的运算符的运算符 5.MATLAB的一些基础函数的一些基础函数6.MATLAB脚本文件脚本文件 2022/11/271MATLAB变量变量(1)MATLAB变量的特点变量的特点:MATLAB不需要对变量进行事不需要对变量进行事先声明,也不需要指定变量的类型,系统会根据对变量先声明,也不需要指定变量的类型,系统会根据对变量赋予的值为变量自动指定类型。赋予的值为变量自动指定类型。(2
2、)MATLAB的变量命名规则:的变量命名规则:1:变:变量名区分大小写。量名区分大小写。如如 pi 和和 Pi 是两个不同的变量。在命令窗口是两个不同的变量。在命令窗口中输入如下的命令,查看其结果。中输入如下的命令,查看其结果。2:变:变量名长度不超过量名长度不超过63个字符个字符,超过的部分将会被忽略。,超过的部分将会被忽略。3:变:变量名必须以字母开始量名必须以字母开始,其后可以为字母、数字,其后可以为字母、数字或者或者下下划线。划线。MATLAB 中的变量名不支持其他符号,因中的变量名不支持其他符号,因为其为其他他符号在符号在 MATLAB 中具有特殊的意中具有特殊的意义。义。(3)系)
3、系统预定义的特殊变量(统预定义的特殊变量(P29表表2-15)2022/11/272MATLAB两大特点两大特点1:面向复数设计的运算面向复数设计的运算 a=-8;ra=a(1/3)ra=1.0000+1.7321i p=1 0 0-a;r=roots(p)r=-2.0000 1.0000+1.7321i 1.0000-1.7321i2022/11/2732:面向数组设计的运算面向数组设计的运算(1)MATLAB把数据都看作数组进行存储和运算。把数据都看作数组进行存储和运算。标量看作(标量看作(11)的数组数据。)的数组数据。(2)为了加快计算速度,为了加快计算速度,MATLAB对以数组形式存
4、对以数组形式存储的数据设计了两种基本运算:储的数据设计了两种基本运算:1数组运算数组运算 2矩阵运算矩阵运算2022/11/2742.1简单的数学运算简单的数学运算1.直接输入法直接输入法 pi*42 ans=50.2655 没有将结果赋予一个变量没有将结果赋予一个变量时,时,MATLAB自动将结果赋自动将结果赋予一个暂时的变量名予一个暂时的变量名ans2.存储变量法存储变量法 s=pi*42 s=50.2655 h=2h=2 v=s*hv=100.53102.1.1 最简单的计算器使用方法最简单的计算器使用方法2022/11/2752.1.2 MATLAB中的常用数学函数中的常用数学函数MA
5、TLAB提供的基本初等函数包括三角函数、指提供的基本初等函数包括三角函数、指数函数、对数函数、复数函数、取整和求余函数、数函数、对数函数、复数函数、取整和求余函数、坐标变换函数、数理函数和一些特殊函数。坐标变换函数、数理函数和一些特殊函数。教材教材P14-16 MATLAB中使用函数不需要先对函数声明中使用函数不需要先对函数声明 2022/11/276 a=1;b=2;c=sqrt(3);cos_alpha=(a2+b2-c2)/(2*a*b)cos_alpha=0.5000 alpha=acos(cos_alpha)%反余弦函数反余弦函数acos()alpha=1.0472 alpha=al
6、pha*180/pi%将弧度值转化为角将弧度值转化为角度度alpha=60.0000例例2-3:已知三角形三个边长度分别为:已知三角形三个边长度分别为1、2、,求长度为,求长度为1和和2的两条边的夹角大小。的两条边的夹角大小。2022/11/277 a=1,b=2,c=sqrt(3)a=1b=2c=1.7321 观察一下符号分号观察一下符号分号“;”,逗号,逗号“,”的区别。的区别。2022/11/2782.1.3MATLAB的数学运算符的数学运算符符号符号功能功能实例例+加法加法3+5=8-减法减法3-5=-2*矩矩阵乘法乘法3*5=15.*乘,点乘,即数乘,点乘,即数组乘法乘法/右除右除3
7、/5=0.6000./数数组右除右除左除左除35=1.6667.数数组左除左除乘方乘方35=243.数数组乘方乘方矩矩阵共共轭转置置.矩矩阵转置置ab=b/a。2022/11/279例:矩阵乘法和点乘例:矩阵乘法和点乘 a=1 2;3 4;b=2 3;1 1;c=a*bc=4 5 10 13 d=a.*bd=2 6 3 4 a=magic(3)a=8 1 6 3 5 7 4 9 2 c=ones(2,3)c=1 1 1 1 1 1魔术矩阵为每行、每列以及魔术矩阵为每行、每列以及对角之和均相等的矩阵对角之和均相等的矩阵2022/11/27102.1.4 标点符号的标点符号的使用使用标点符号点符号
8、定定义标点符号点符号定定义分号(分号(;)数数组行分隔符;取消运行行分隔符;取消运行显示示点(点(.)小数点;小数点;结构体成构体成员访问逗号(逗号(,)数数组列分隔符;函数参数分列分隔符;函数参数分隔符隔符省略号(省略号()续行符行符冒号(冒号(:)在数在数组中中应用用较多,如生成多,如生成等差数列等差数列引号(引号()定定义字符串字符串圆括号(括号(())指定运算指定运算优先先级;函数参数;函数参数调用;数用;数组索引索引等号(等号(=)赋值语句句方括号(方括号()定定义矩矩阵感感叹号(号(!)调用操作系用操作系统运算运算空格空格用作用作输入量与入量与输入量之入量之间的的分隔符;数分隔符;
9、数组元素分割符元素分割符放在函数名前,形放在函数名前,形成函数句柄;匿名成函数句柄;匿名函数前函数前导符符花括号(花括号()定定义单元数元数组百分号(百分号(%)注注释语句的句的标识这些符号必须是这些符号必须是在英文状态下输在英文状态下输入的入的2022/11/27111:分号分号(;)功能:用于区分数组的行,或者用于一个语句的结尾处,取消运行行功能:用于区分数组的行,或者用于一个语句的结尾处,取消运行行显示。显示。2:百分号百分号(%)功能:用于在程序文本中添加注释,提高程序的可读性。百分号之后功能:用于在程序文本中添加注释,提高程序的可读性。百分号之后的文本都将视为注释,系统不对其进行编译
10、。的文本都将视为注释,系统不对其进行编译。c=ones(2,3);c=ones(2,3)%create a 2*3 matrix of ones.c=1 1 1 1 1 12022/11/27123:逗号逗号(,)x=1.545,2.1x=1.5450 2.1000 round(x)ans=2 2 x,xx=1.5450 2.1000ans=1.5450 2.1000 x,b=x;x=1.5450 2.10002022/11/27132.2 常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键 掌握一些常用的操作命令和快捷键,可以使得对掌握一些常用的操作命令和快捷键,可以使得对MATLAB的操作更加便
11、利。的操作更加便利。命令命令功能功能命令命令功能功能cd显示或改示或改变工作目工作目录hold图形保持命令形保持命令clc清空命令窗口清空命令窗口load加加载指定文件中的指定文件中的变量量clear清除工作区中的清除工作区中的变量量pack整理内存碎片整理内存碎片clf清除清除图形窗口形窗口path显示搜索目示搜索目录diary日志文件命令日志文件命令quit退出退出 MATLABdir显示当前目示当前目录下文件下文件save保存内存保存内存变量量disp显示示变量或文字的内容量或文字的内容type显示文件内容示文件内容return返回到上返回到上层调用程序;用程序;结束束键盘模式模式mor
12、e使其后的显示内容分页使其后的显示内容分页进行进行echo命令窗口信息命令窗口信息显示开关示开关ans最近计算结果的默认变最近计算结果的默认变量名量名2022/11/2714clear命令命令 xx=1.5450 2.1000 clear x x?Undefined function or variable x.2022/11/2715快捷快捷键功能功能快捷快捷键功能功能(Ctrl+p)调用上一行用上一行Home(ctrl+a)移移动到命令行开到命令行开头(Ctrl+n)调用下一行用下一行End(ctrl+e)移移动到命令行到命令行结尾尾(Ctrl+b)光光标左移一个字符左移一个字符Ctrl+
13、Home移移动到命令窗口到命令窗口顶部部(Ctrl+f)光光标右移一个字符右移一个字符Ctrl+End移移动到命令窗口底部到命令窗口底部Ctrl+光光标左移一个左移一个单词Shift+Home选中光中光标和表达式开和表达式开头之之间的内容的内容Ctrl+光光标右移一个右移一个单词Shift+End选中光中光标和表达式和表达式结尾之尾之间的内容的内容Esc取消当前取消当前输入行入行Ctrl+k剪切光剪切光标和表达式和表达式结尾之尾之间的内容的内容快捷键及其功能快捷键及其功能2022/11/27162.3 MATLAB R2010a的数据类型的数据类型Matlab常用的数据类型:常用的数据类型:u
14、数值:数值:numericu字符:字符:charu逻辑:逻辑:logicalu单元:单元:cellu结构:结构:struct2022/11/2717数值类型数值类型u整整数:数:int8,uint8,int16,uint16等等u浮点数:单精度浮点数:单精度(single)和双精度和双精度(double)u复复数数:complex2022/11/27182.3.1整数整数MATLAB 支持支持8位、位、16位、位、32位和位和64位的位的有符号有符号和和无符号无符号整数数据类型。整数数据类型。上述整数数据类型除了定义范围不同外,具有相同的性质。上述整数数据类型除了定义范围不同外,具有相同的性质
15、。数据数据类型型描述描述uint88位无符号整数,范位无符号整数,范围为0255(即(即028-1)int88位有符号整数,范位有符号整数,范围为-128127(即(即-2727-1)uint1616位无符号整数,范位无符号整数,范围为065535(即(即0216-1)int1616位有符号整数,范位有符号整数,范围为-3276832767(即(即-215215-1)uint3232位无符号整数,范位无符号整数,范围为04294967295(即(即0232-1)int3232位有符号整数,范位有符号整数,范围为-21474836482147483647(即(即-231231-1)uint646
16、4位无符号整数,范位无符号整数,范围为018446744073709551615(即(即0264-1)int6464位有符号整数,范位有符号整数,范围为-92233720368547758089223372036854775807(即(即-263263-1)2022/11/2719整数数据类型的定义整数数据类型的定义格式:格式:数据类型标识符数据类型标识符(数据值数据值)例如:定义一个例如:定义一个8位有符号的整位有符号的整数数x=30 x=int8(30)测试数据类型函数:测试数据类型函数:class()x=int8(30)x=30 class(x)ans=int8 y=80y=80 cla
17、ss(y)ans=doubleMATLAB默认的默认的数据类型数据类型2022/11/2720整数的运算整数的运算 y=uint8(15)y=15 x=uint8(30)x=30 x+yans=45 x*yans=255 x/yans=2 yxans=2 xyans=1左除和右左除和右除的关系:除的关系:yx=x/y在进行除法时,在进行除法时,MATLAB 首先将两首先将两个数视为双精度类型个数视为双精度类型进行运算,然后将结进行运算,然后将结果转化为相应的整形果转化为相应的整形数据数据当运算结果溢出时,系统当运算结果溢出时,系统将结果设置为该数据类型将结果设置为该数据类型的上限或者下限的上限
18、或者下限2022/11/2721 x=double(x),y=double(y)x=30y=15 y/xans=0.5000 z=y/xz=0.5000 z=int8(z)z=12022/11/2722方式一:方式一:datatype(variable)例:例:x=int8(4.5)x=5方式二:方式二:cast(x,type)例:例:y=cast(4.5,int8)y=5 class(y)ans=int8各种数据类型之间的转换各种数据类型之间的转换:2022/11/2723 不同整数类型之间不能进行运算不同整数类型之间不能进行运算 x=int8(5)x=5 y=int16(23)y=23 z
19、=x+y?Error using=plusIntegers can only be combined with integers of the same class,or scalar doubles.2022/11/27242.3.2 浮点数浮点数uMATLAB 的默认数据类型是双的默认数据类型是双精度类型(精度类型(double)。)。u为了节省存储空间,为了节省存储空间,MATLAB 也支持单精度数据类型的数组。也支持单精度数据类型的数组。u创建单精度类型的变量创建单精度类型的变量时需时需要声要声明变量类型,与明变量类型,与创建创建整型变量类整型变量类似。似。x=single(3.4)x
20、=3.4000 y=34y=34 x+yans=37.4000 class(x+y)ans=single单精度数据类型的数单精度数据类型的数据进行运算时,返回据进行运算时,返回值为单精度。值为单精度。2022/11/2725 realmin(single),realmax(single)ans=1.1755e-038 ans=3.4028e+038 eps(single)ans=1.1921e-007 realmin(double),realmax(double)ans=2.2251e-308ans=1.7977e+308 eps(double)ans=2.2204e-016例例 2-12 单
21、精度和双精度数据类型的取值范围和精度单精度和双精度数据类型的取值范围和精度2022/11/27262.3.3复数复数uMATLAB的所有运算是定义在复数域上的所有运算是定义在复数域上.uMATLAB中虚数单位用中虚数单位用i或者或者j表示表示u通过两种方法创建复数:通过两种方法创建复数:1.直接输入法直接输入法 (不建议大家使用)不建议大家使用)2.通过通过 complex 函数函数2022/11/2727complex 函数的调用方法如下。函数的调用方法如下。c=complex(a,b):返回结果返回结果 c 为复数,其实部为为复数,其实部为 a,虚部为虚部为 b。输入参数。输入参数 a 和
22、和 b 可以为标量,或者维数、大可以为标量,或者维数、大小相同的向量、矩阵或者多维数组,输出参数和小相同的向量、矩阵或者多维数组,输出参数和 a 和和 b 的结构相同。的结构相同。a 和和 b 可以有不同的数据类型,当可以有不同的数据类型,当 a 和和 b 为各种不同的为各种不同的类型时,返回值分别为:类型时,返回值分别为:当当 a 和和 b 中有一个为单精度时,返回结果为单精中有一个为单精度时,返回结果为单精度;度;如果如果 a 和和 b 其中一个为整数类型,则另外一个必其中一个为整数类型,则另外一个必须有相同的整数类型,或者为双精度型,返回结果须有相同的整数类型,或者为双精度型,返回结果
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- MATLAB 基本 使用方法
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